Obtenção de hidrocarbonetos verdes similares ao diesel de petróleo por pirólise catalítica da fração lipídica de microalgas - Dourado, Mailena Silva (2022)
Atualmente as microalgas vêm sendo muito estudadas como fonte de biomassa para produzir biocombustíveis devido à sua elevada produtividade, elevado teor lipídico e capacidade de crescer em uma grande variedade de climas e espaços sem competir com a produção de alimentos. Este trabalho tem como objetivo a produção de hidrocarbonetos verdes similares aos constituintes do diesel convencional, a partir da pirólise rápida térmica da fração lipídica das microalgas dos gêneros Halamphora coffeaeformis (Hc), Chlorella vulgaris (Cv) e Nannochloropsis oculata (No). Para esta última, foi estudada a viabilidade do uso quando submetida a pirólise rápida catálitica, usando catalisadores de nióbio. Esta prática enfatiza o importante papel da catálise na pirólise rápida. Os catalisadores usados demonstraram sinergia ao craqueamento térmico, amplificando os produtos de interesse. Foram realizados também estudos usando uma molécula modelo, o ácido mirístico, representando os ácidos graxos que podem ser encontrados nas microalgas. Foi verificado que os produtos gerados na micropirólise desta molécula na presença dos catalisadores de nióbia (Nb350, Nb700, NbB700,) em dois níveis de temperaturas, 500 e 600°C apresentaram formação de cetonas e hidrocarbonetos por desoxigenação do ácido graxo. Foi realizado ainda, experimentos usando o C14 com catalisadores de alumina (γ-Al2O3) e nióbio suportado em alumina (Al700 e AlNb700) foram utilizados apenas na temperatura de 600ºC. Os experimentos foram realizados no micropirolisador Multi-shot Pyrolyzer Model EGA/PY-3030D, da Frontier Laboratories LTD, conectado on-line com um cromatógrafo a gás acoplado a um espectrômetro de massas GC-MS 5799A, da marca Agilent. Todas as micropirólises foram realizadas pelo método térmico “Single-Shot” (SS). Os catalisadores à base de nióbio foram preparados a partir do óxido hidratado de nióbio por calcinação a 350 e 700°C, sendo esta última amostra modificada com ácido bórico (Nb350, Nb700 e NbB700). A partir da pirólise puramente térmica da fração lipídica das microlagas, conduzida na temperatura de 600°C, foi verificada a melhor resposta para então serem realizados os testes com os catalisadores (Nb350, Nb700 e NbB700). Os produtos da micropirólise do ácido mirístico foram identificados através do Banco de Dados NIST, admitindo probabilidade de concordância dos parâmentros igual ou superior a 80%. Para a pirólise da fração lipídica das microalgas, foi admitido 70% de concordância. Os melhores rendimentos em hidrocarbonetos foram observados ao usar a temperatura de 600ºC. O catalisador Nb350 mostrou-se eficiente produzindo cetonas que podem ser consideradas intermediárias na produção de hidrocarbonetos dos tipos olefinas e alcanos, com cadeia de carbono de tamanho maior que o ácido de partida. Os catalisadores Nb350 e AL700 ambos promoveram eficiente desoxigenação e craqueamento na produção de hidrocarbonetos ao passo que os catalisadores NbB700 e Nb700 proporcionaram desoxigenação e craqueamento menos eficiente. Na pirólise da fração lipídica da No o catalisadore Nb350, tive um desempenho importante, aumentando de 18% para 35% a produção de hidrocarbonetos compatíveis com o combustível tipo Diesel.